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Módulo 07 - O Núcleo e os Cromossomos Biologia - 2º Volume - Extensivo - Pré-vestibular 1. O Núcleo Interfásico Interfase é o intervalo de tempo que separa duas divisõessucessivas de uma célula. Durante esse período, o núcleo se chama interfásico.Na interfase a atividade do núcleo é alta, pois, além da duplicação do DNA, ocorrenele uma série de processos que controlam a vida celular. No núcleo interfásico, distinguimos os seguintes componentes: membrana nuclear, nucleoplasma, nucléolos e cromatina (Fig. 1). Fig. 1 – Núcleo interfásico. 2. Membrana Nuclear Também chamada de carioteca ou cariolema, a membrana nuclearé uma diferenciação local do retículo endoplasmático, caracterizada pelapresença de numerosos poros. Observada ao microscópio eletrônico, apresenta-se constituída por duas lâminas: a interna, envolvendo o nucleoplasma, e a externa, em contato com o hialoplasma e contendo ribossomos. Entre as duas membranas, situa-se uma cavidade, o espaço perinuclear. Quimicamente, a carioteca possui a mesma composição do plasmalema e do retículo endoplasmático: contém fosfolipídeos eproteínas (membrana lipoproteica). Através dos poros, são realiza das trocas entre o núcleo e ocito plasma. A quantidade de poros varia com o estágio funcional da célula. 3. Nucleoplasma O nucleoplasma é um gel proteico cujas propriedades sãocomparáveis às do hialoplasma. Também é chamado de suco nuclear, cariolinfa ecarioplasma e pode acumular produtos resultantes da atividade nuclear, como RNA e proteínas. 4. Nucléolo Nucléolos são estruturas esféricas e densas, com 1 a 3 mm dediâmetro, que aparecem imersas no nucleoplasma. Apesar de existirem núcleos com dois ou mais nucléolos, geralmente encontramos apenas um em cada núcleo. Ao microscópio eletrônico, verifica-se que ele não apresenta membrana e é formado por uma porção fibrilar e enovelada, o nucleoplasma. Quimicamente, é composto por RNA ribossômico, Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados proteínas e fosfolipídeos, existindo pequena quantidade de DNA. Com a carioteca, o nucléolo desaparece no início da divisão celular. No fim da mitose (telófase), o nucléolo reaparece originado de um cromossomo especializado, o chamado cromossomo organizador de nucléolos. O nucléolo é o elemento responsável pela síntese do ácido ribonucleico dos ribossomos (RNAr). O nucléolo origina os ribossomos. 5. Cromatina Cromossomos são estruturas celulares portadoras dos genes. No núcleo interfásico, os cromossomos estão representados por um amontoado de grânulos e filamentos dificilmente observáveis ao microscópio óptico. A todo esse conjunto de material cromossômico interfásico dá-se o nome de cromatina. Sabe-se que a cromatina é formada por longos filamentos, constituídos por DNA e proteínas, que se apresentam em vários graus de condensação ou espiralização. A cromatina é classificada em eucromatina e heterocromatina, sendo o critério usado a condensação. A eucromatina aparece na interfase descondensada e geneticamente ativa; já a heterocromatina se encontra condensada e inativa (Fig. 2). Fig. 2 – Os tipos de cromatina 6. A RNP O tamanho do núcleo também é variável, mas fixo para cada tipo celular e vinculado ao volume da célula. Tal vinculação se expressa pela Relação de Hertwig ou Relação Nucleoplasmática (RNP): A RNP é elevada na célula embrionária, graças ao maior volume do núcleo, mas diminui durante o crescimento celular, enquanto o volume citoplasmático aumenta e o volume nuclear fica inalterado. Quando a RNP atinge certo valor mínimo, a célula se divide. 7. Função O núcleo, por meio do DNA, controla todas as atividades celulares, sendo responsável pelo crescimento, diferenciação e divisão da célula. 8. Cromatina e Cromossomos No início da divisão celular, os cromossomos organizam-se apartir da cromatina do núcleo interfásico. A cromatina e os cromossomos representam dois estados diferentes de um mesmo material. A cromatina é Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados constituída por filamentos delgados e longos que se espiralizam no momento da divisão, formando espiras cerradas, que constituem os cromossomos (Fig. 3). Fig. 3 – A condensação cromossômica. 9. Forma A observação de um cromossomo condensado mostra-nos que este, em geral, apresenta uma região estrangulada que o divide em duas partes chamadas braços. Esse estrangulamento serve para fixação do cromossomo nas fibras do fuso durante a mitose e recebe o nome de constrição primária, centrômero ou cinetocoro(Fig. 4). Fig. 4 – Organização de um cromossomo. Além da constrição primária, certos cromossomos apresentam estreitamentos que aparecem sempre no mesmo lugar; são as chamadas constrições secundárias, muito utilizadas no reconhecimento e caracterização dos cromossomos no cariótipo. Na extremidade de um dos braços, em certos cromossomos há uma pequena esfera presa por fina trabécula; trata-sedo satélite, importante na caracterização do cromossomo. 10. Número O número de cromossomos é constante para indivíduos de uma mesma espécie. Assim, o homem possui 46 cromossomos; o gado, 60; a ervilha, 14;o feijão, 22; o tabaco, 48 etc. Esse número de cromossomos, encontrado nas células do corpoou células somáticas, é representado por 2n e chamado diploide. Isso se dá porque cada cromossomo se apresenta em duplicata, designando-se o par de cromossomos idênticos como cromossomos homólogos. Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados As células sexuais ou gametas, que contêm a metade do número de cromossomos das células somáticas, são designadas haploides (n) (Fig. 5). Fig. 5 – Células diploides e haploides. 11. Organização Molecular dos Cromossomos Quimicamente o cromossomo é constituído pelo DNA associado aproteínas básicas denominadas histonas. Observada ao microscópio eletrônico, acromatina aparece constituída por fibras de, aproximadamente, 30 nm de diâmetro, com uma estrutura que lembra um “colar de contas". As contas representam os chamados nucleossomos, sendo o fio que as une representado pelo DNA. Cada nucleossomo é um octâmero, por ser formado por 8 moléculas de histonas, nas quais se enrola, helicoidalmente, o DNA. Uma histona, situada por fora de cada nucleossomo, controla a condensação da cromatina (Fig. 6). Fig. 6 – A organização molecular da cromatina. 12. Ciclo Cromossômico Na interfase, o cromossomo aparece descondensado e sofre oprocesso de duplicação. A condensação começa na prófase e atinge o grau máximona metáfase. A divisão do centrômero ocorre na anáfase e a descondensação na telófase (Fig. 7). Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados Fig. 7 – O ciclo cromossômico. 13. Cromátides A duplicação cromossômica, feita longitudinalmente, ocorrena interfase. Após a duplicação, cada cromossomo está constituído por duas metades, denominadas cromátides, unidas pela região do centrômero. Portanto, cromátides são as partes de um cromossomo duplicadas enquanto ainda se acham ligadas pelo centrômero (Fig. 8). Fig. 8 – Cromossomo duplicado. 14. Tipos Conforme a posição do centrômero, distinguem-se quatro tipos de cromossomos (Fig. 9). Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados Fig. 9 – Tipos de cromossomos. Telocêntrico Cromossomo com centrômero terminal. Acrocêntrico O centrômero é subterminal, ou seja, situa-se quase na extremidade do cromossomo, dividindo-o em dois braços, um grande e outro muito pequeno. Metacêntrico O centrômero é mediano e divide o cromossomo em dois braços de igual tamanho. Submetacêntrico O centrômero é submediano e divide o cromossomo em dois braços de tamanhos diferentes. 15. O Cariótipo Geralmente, o número, tamanho e forma de cromossomosde uma determinada espécie são constantes. Ao conjunto de características de constantes cromossômicas (forma, número, tamanho etc.) de um indivíduo denomina-se cariótipo. Na figura abaixo, observamos o cariótipo humano (Fig. 10). Fig. 10 – O cariótipo humano. Exercícios propostos – módulo 7 – núcleo e cromossomos 1. A figura é uma fotomicrografia de uma célula cujos componentes do núcleo celular estão indicados. Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados (www.biologia.edu.ar. Adaptado.) As afirmações a seguir referem-se ao nucléolo: I. Organela desprovida de membrana constituída predominantemente por RNA ribossômico e proteínas. II. Forma as subunidades ribossômicas que passam ao citoplasma através dos poros do envoltório nuclear e são desenvolvidos em células com grande atividade de síntese proteica. III. O RNA ribossômico é sintetizado por segmentos de DNA citoplasmático encontrado nas paredes dos retículo endoplasmático granuloso (rugoso). Está(ão) correta(s) as afirmações: a) Apenas I b) Apenas II c) Apenas III d) Apenas I e II e) Apenas II e III 2. Três alunos de Biologia para explicar o conceito de cromossomo de uma célula eucariótica animal fizeram as seguintes afirmações: Aluno 1: cromossomo é o conjunto de moléculas de DNA com todas as informações genéticas da espécie. Aluno 2: cromossomo é uma única molécula de DNA linear, de fita dupla com informações para síntese de algumas proteínas. Aluno 3: cromossomo é um segmento da molécula de DNA linear, de fita simples com informação para síntese de algumas cadeias polipeptídicas. O(s) aluno(s) que acertou(acertaram) a(s) definição(ções) foi(foram): a) apenas o aluno 1. b) apenas o aluno 2. c) apenas o aluno 3. Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados d) apenas os alunos 1 e 3. e) apenas os alunos 2 e 3. 3. Na célula eucariótica o termo cromossomo designa: a) segmento de uma molécula de DNA que codifica a síntese de uma proteína. b) filamento condensado de cromatina, visível na célula em divisão. c) partículas responsáveis pela hereditariedade, formadas por moléculas de DNA e RNA. d) estrutura filamentosa presente no citoplasma de todas as células. e) porção anterior da cabeça de um espermatozoide também conhecida por acrossoma. 4. (UNVG-2015) – A fotomicrografia mostra um cromossomo metafásico. (Http://hypescience.com) É correto afirmar que esse cromossomo apresenta a) um centrômero na região terminal e duas cromátides formadas por moléculas de fita dupla de DNA. b) dois centrômeros na região mediana e quatro cromátides formadas por moléculas de fita simples de DNA. c) dois centrômeros na região terminal e quatro cromátides formadas por moléculas de fita dupla de DNA. d) um centrômero na região mediana e duas cromátides formadas por moléculas de fita dupla de DNA. e) dois centrômeros na região mediana e duas cromátides formadas por moléculas de fita simples de DNA. 5. O esquema a seguir representa uma célula, seus cromossomos e alguns genes indicados de A a F Esta célula é: a) Haploide com N = 6 cromossomos b) Haploide com N = 3 cromossomos c) Diploide com 2N = 6 cromossomos d) Diploide com 2N = 12 cromossomos e) Triploide com 3N = 6 cromossomos 6. O desenho abaixo representa um cromossomo condensado: Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados Assinale a alternativa que, corretamente, indica as estruturas assinaladas de 1 a 5. 1 2 3 4 5 a) Satélite Centrômero Telômero Constriçãosecundária Braço b) Centrômero Centrômero Telômero Constriçãosecundária Braço c) Satélite Telômero Centrômero Constriçãosecundária Braço d) Satélite Telômero Centrômero Constriçãoprimária Cromátide e) Centríolo Cromátide Braço Centrossomo Cromômero 7. (UFAM) – Os cromossomos podem ser classificados de acordo com a posição do centrômero. Observando a figura abaixo, classifique-os respectivamente: a) 1 acrocêntrico; 2 submetacêntrico; 3 metacêntrico; 4 telocêntrico. b) 1 metacêntrico; 2 submetacêntrico; 3 acrocêntrico; 4 telocêntrico. c) 1 submetacêntrico; 2 metacêntrico; 3 acrocêntrico; 4 telocêntrico. d) 1 telocêntrico; 2 submetacêntrico; 3 acrocêntrico; 4 metacêntrico. Gabarito 1. RESOLUÇÃO: Resposta: E 2. RESOLUÇÃO: Resposta: B 3.RESOLUÇÃO: Resposta: B 4. RESOLUÇÃO: Resposta: D 5. RESOLUÇÃO: Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados Resposta: A 6. RESOLUÇÃO: Resposta: A 7. RESOLUÇÃO: Resposta: B Professor: Danielle Araujo Prudente Aula: O Núcleo e os Cromossomos Professor: Danielle Araujo Prudente Aula: O Núcleo e Cromossomos - Exercícios Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados